現(xiàn)代儀器分析知識點(diǎn)-內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)

1、2013.05.22 現(xiàn)代儀器分析考點(diǎn)匯總田瑞華 左俊整理第二章 光譜分析導(dǎo)論光學(xué)分析法：待測物受到某種能量作用后，產(chǎn)生光信號（或引起光信號的化）；待測物受到光作用后，產(chǎn)生某種分析信號，這樣的分析方法稱為光學(xué)分析法。光學(xué)分析法分為光譜分析法和非光譜分析法。光譜分析法中：波長，性質(zhì)特征參數(shù)，用于定性；強(qiáng)度，數(shù)量特征參數(shù)，用于定量。光的波粒二象性1、波動性（電磁波，橫波）參數(shù)：波長（）、頻率（）、波數(shù)（）、振幅（）、光速（c）2、粒子性光子流，性質(zhì)參數(shù)：E；數(shù)量參數(shù)：光密度（單位時(shí)間、單位截面積通過的光子數(shù)。普朗克公式：E=h=hc=hc/，其中 h=6.62610-34J.s電磁波譜1、能譜區(qū)：

2、小( 10nm)，E大(102eV)，如x射線、射線，體現(xiàn)光的粒子性2、波譜區(qū)：大( 1mm)，E小( 10-3eV)，波譜分析，電子器件，體現(xiàn)光的波動性3、光學(xué)光譜區(qū)：波長介于能譜區(qū)和波譜區(qū)之間光學(xué)器件使用的區(qū)域：420780nm可見區(qū) ；200-420nm紫外區(qū)10-200nm真空紫外；0.8-1000m紅外區(qū)光與物質(zhì)的相互作用物質(zhì)運(yùn)動的特點(diǎn)：a、每種運(yùn)動都有一定的頻率范圍，亦既每個(gè)頻率都代表特定的運(yùn)動。b、每種運(yùn)動都有自己固定的、特征的運(yùn)動頻c、決定特征頻率的是不同的物理量d、光與物質(zhì)作用時(shí)，是有選擇的作用于某一層次的運(yùn)動的。分析光的波長反映了物質(zhì)的性質(zhì)特征：物質(zhì)吸收特定波長的光，從基態(tài)

3、躍遷到激發(fā)態(tài)，這個(gè)特定波長既反映了物質(zhì)某一運(yùn)動層次的特征，而這個(gè)特征反映了物質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)，則得到定性結(jié)果，即E=E2-E1=h。分析光的強(qiáng)度反映了物質(zhì)的數(shù)量特征：光源提供的作用光，被吸光物質(zhì)吸收，致使光子流密度下降，引起光源強(qiáng)度下降。下降程度決定于： a、處于低能級的待測粒子數(shù)目（N0)b、吸光粒子的躍遷幾率，決定于待測物的本性，宏觀描述為，摩爾吸收系數(shù)。因此，既是定性的依據(jù)又是定量的標(biāo)準(zhǔn)。的特點(diǎn):1）吸收物質(zhì)在一定波長和溶劑條件下的特征常數(shù)，可作為定性鑒定的參數(shù)；2）不隨濃度c和光程長度b的改變而改變。在溫度和波長等條件一定時(shí)，僅與吸收物質(zhì)本身的性質(zhì)有關(guān)，與待測物濃度無關(guān)；3）同一吸收物質(zhì)

4、在不同波長下的值是不同的。在最大吸收波長max處的摩爾吸光系數(shù)，常以max表示。max表明了該吸收物質(zhì)最大限度的吸光能力，也反映了光度法測定該物質(zhì)可能達(dá)到的最大靈敏度。 4）max越大表明該物質(zhì)的吸光能力越強(qiáng)，用光度法測定該物質(zhì)的靈敏度越高。5）在數(shù)值上等于濃度為1mol/L、液層厚度為1cm時(shí)該溶液在某一波長下的吸光度。朗伯-比爾定律的適用條件:1.單色光: 應(yīng)選用lmax處或肩峰處測定2.吸光質(zhì)點(diǎn)形式不變：離解、絡(luò)合、締合會破壞線性關(guān)系，應(yīng)控制條件(酸度、濃度、介質(zhì))3.稀溶液：濃度增大，分子之間作用增強(qiáng)光譜的基本類型 依外形分類： 線狀光譜,帶狀光譜,連續(xù)光譜。（二）分子光譜和原子光譜：

5、原子光譜主要是由于核外電子能級發(fā)生變化而產(chǎn)生的輻射或吸收而產(chǎn)生的光譜。分子光譜則是由于分子中電子能級及分子的振動、分子的轉(zhuǎn)動能級的變化而產(chǎn)生的光譜。光譜解析1、定性分析依據(jù)：找特征區(qū)的吸收波長2、定量分析依據(jù)：找特征區(qū)的光強(qiáng)度發(fā)射光譜：某一譜區(qū)的強(qiáng)度與樣品發(fā)光（高能態(tài)分子原子）粒子數(shù)的關(guān)系吸收光譜：某一譜區(qū)的吸收強(qiáng)度與樣品吸光（低能態(tài)分子原子） 粒子數(shù)的關(guān)系朗伯-比爾定律：A = lg (I0/It) = lg(1/T) = -lgT = bc（計(jì)算題）吸收定律成立的條件：1、入射光為平行單色光2、溶液中粒子間相互作用可忽略濃度對折射率的影響可忽略稀溶液3、透過率只與待測分子對光的吸收有關(guān)4、

6、分析信號的傳遞保持線性第三章 紫外-可見光譜分析波長分區(qū)：紫外:200-420nm；可見:420-780nm 分子中價(jià)電子躍遷：1）ss*躍遷它需要的能量較高，一般發(fā)生在真空紫外光區(qū)。飽和烴中的cc鍵屬于這類躍遷。2）ns*躍遷實(shí)現(xiàn)這類躍遷所需要的能量較高，其吸收光譜落于遠(yuǎn)紫外光區(qū)和近紫外光區(qū)。3）、pp*躍遷 它需要的能量低于ss*躍遷，吸收峰一般處于近紫外光區(qū)，在200 nm左右，其特征是摩爾吸光系數(shù)大，一般emax104，為強(qiáng)吸收帶。4）、np*躍遷這類躍遷發(fā)生在近紫外光區(qū)。它是簡單的生色團(tuán)如羰基、硝基等中的孤對電子向反鍵軌道躍遷。其特點(diǎn)是譜帶強(qiáng)度弱，摩爾吸光系數(shù)小。5）、電荷遷移躍遷所

7、謂電荷遷移躍遷是指用電磁輻射照射化合物時(shí)，電子從給予體向與接受體相聯(lián)系的軌道上躍遷。因此，電荷遷移躍遷實(shí)質(zhì)是一個(gè)內(nèi)氧化還原的過程，而相應(yīng)的吸收光譜稱為電荷遷移吸收光譜。生色團(tuán)：是指分子中可以吸收光子而產(chǎn)生電子躍遷的原子基團(tuán)。但是，人們通常將能吸收紫外、可見光的原子團(tuán)或結(jié)構(gòu)系統(tǒng)定義為生色團(tuán)。助色團(tuán)：助色團(tuán)是指帶有非鍵電子對的基團(tuán)，如-OH、 -OR、 -NHR、-SH、-Cl、-Br、-I（既雜原子基團(tuán)）等，它們本身不能吸收大于200nm的光，但是當(dāng)它們與生色團(tuán)相連時(shí)，會使生色團(tuán)的吸收峰向長波方向移動，并且增加其吸光度。 影響分子軌道能量狀態(tài)的因素1）分子內(nèi)部微環(huán)境A、分子增大， pp*躍遷能量

8、降低B、雙鍵共軛，共軛體系越大，pp*躍遷能量越低2）分子所處外環(huán)境的影響溶劑對紫外、可見吸收光譜的影響：溶劑對紫外可見光譜的影響較為復(fù)雜。改變?nèi)軇┑臉O性，會引起吸收帶形狀的變化。改變?nèi)軇┑臉O性，還會使吸收帶的最大吸收波長發(fā)生變化。極性增加，波長增加，紅移。極性增加，波長減小，藍(lán)移?；窘M成：光源，單色器，樣品池，檢測器，顯示器。光源：紫外區(qū)用氘燈（氫燈），可見光用鎢燈。 分析條件的設(shè)定1、儀器測量條件 (1)分析波長的選擇：max, 如有干擾，可以稍小 (2)單色器帶寬：吸收峰寬的1/5或1/10 (3)控制適當(dāng)?shù)腁范圍：0.2-0.72、反應(yīng)條件選擇（1）顯色劑的選擇原則：使配合物吸收系數(shù)

9、 e 最大、選擇性好、組成恒定、配合物穩(wěn)定、顯色劑吸收波長與配合物吸收波長相差大等。（2）顯色劑用量：配位數(shù)與顯色劑用量有關(guān)；在形成逐級配合物，其用量更要嚴(yán)格控制。（3）溶液酸度：配位數(shù)和水解等與 pH 有關(guān)。（4）顯色時(shí)間、溫度、放置時(shí)間等。3、參比液選擇(1)溶劑參比：試樣組成簡單、共存組份少（基體干擾少）、顯色劑不吸收時(shí)，直接采用溶劑（多為蒸餾水）為參比；(2)試劑參比：當(dāng)顯色劑或其它試劑在測定波長處有吸收時(shí)，采用試劑作參比（不 加待測物）；(3)試樣參比：如試樣基體在測定波長處有吸收，但不與顯色劑反應(yīng)時(shí)，可以試樣作參比（不能加顯色劑）。4、干擾消除(1)控制酸度：配合物穩(wěn)定性與pH有關(guān)

10、，可以通過控制酸度提高反應(yīng)選擇性，副反應(yīng)減少，而主反應(yīng)進(jìn)行完全。(2)選擇掩蔽劑(3)合適測量波長(4)干擾物分離(5）雙波長技術(shù) 定量分析方法a.直接測定與間接測定直接測定：直接測定待測物光譜間接測定：測定待測物與其他試劑的反應(yīng)產(chǎn)物注意：參比溶液和顯色劑的選擇，隨具體分析問題而定公式計(jì)算法：A=KbcAs=Kbcs Ax=Kbcxcx=Axcs /Asb.量程擴(kuò)展技術(shù)（示差法）1、單標(biāo)準(zhǔn)量程擴(kuò)展法 高濃度溶液：用純?nèi)軇┱{(diào) T=0，用比Cx稍小的Cs調(diào) T=100%，然后測定Cx。 低濃度溶液：用比Cx稍大的Cs調(diào) T=0，用用純?nèi)軇┱{(diào) T=100%，然后測定Cx2、雙標(biāo)準(zhǔn)量程擴(kuò)展法 用比Cx

11、稍大的Cs1調(diào) T=0，用比Cx稍小的Cs2調(diào) T=100%，Ax總是處于As1和As2c.多組分的測定e 為物質(zhì)的特征參數(shù)，可通過配制標(biāo)準(zhǔn)溶液測得，解聯(lián)立方程，可求得Cx, Cy。應(yīng)用（詳見教材P46）酚試劑法測定蛋白質(zhì)含量；雙縮脲法測定蛋白質(zhì)含量；紫外吸收光譜測定蛋白質(zhì)含量；茚三酮法測定氨基酸；DNA純度檢查等。第四章 紅外吸收光譜分析概述依據(jù)的信息信息：分子內(nèi)部原子間的相對振動和分子的轉(zhuǎn)動得到分子的組成、空間分布、化學(xué)鍵特征、分子內(nèi)外微環(huán)境的信息從而得到分子的組成和結(jié)構(gòu)信號：紅外光 特點(diǎn)：譜區(qū)寬，信息量大；譜帶窄，特征性強(qiáng)；樣品用量少，不破壞樣品；對儀器的波長準(zhǔn)確性及波長純度要求高分區(qū)近

12、紅外：0.8-2.5m（12500-4000cm-1）低能量的電子躍遷、C-H.N-H.O-H振動中紅外：2.5-25m（4000-400cm-1）振動躍遷的基本頻率區(qū)，用于結(jié)構(gòu)分析遠(yuǎn)紅外：25-1000m（400-10cm-1）能級間距小的振動、氣體分子轉(zhuǎn)動原理振動的模式分子整體有如下運(yùn)動：平動：沿x.y.z軸移動，則有三個(gè)自由度轉(zhuǎn)動：非線型分子三個(gè)轉(zhuǎn)動自由度；線型分子二個(gè)轉(zhuǎn)動自由度振動：非線型分子3N-6個(gè)自由度；線型分子3N-5個(gè)自由度振動偶合1.只有引起分子偶極矩變化的振動，才產(chǎn)生紅外吸收，若振動過程不產(chǎn)生瞬間偶極矩變化，就不產(chǎn)生吸收峰。因?yàn)榕紭O矩是一個(gè)矢量，中心對稱的振動偶極矩變化為

13、零。以中心對稱的振動在紅外光譜中不產(chǎn)生吸收。2.頻率完全相同的振動所產(chǎn)生的吸收峰，彼此發(fā)生簡并。3.強(qiáng)而寬的吸收峰往往覆蓋與之頻率相近的弱而窄的吸收峰。有機(jī)物紅外吸收光譜的解析特征頻率：能代表某種基團(tuán)存在、并有較高強(qiáng)度的吸收譜帶稱為特征吸收，其所在的位置稱為特征頻率。特征頻率是鑒定基團(tuán)存在的依據(jù)。中紅外區(qū)分為： 特征區(qū)4000-1300cm-1；指紋區(qū)1300-400cm-1特征區(qū)又稱基團(tuán)頻率區(qū)或官能區(qū)，是紅外光譜分析的主要依據(jù) 。指紋區(qū)是單鍵的伸縮振動和彎曲振動所產(chǎn)生吸收峰的頻率區(qū)，對分子結(jié)構(gòu)的鑒定提供重要信息 。 紅外光譜圖的解析過程1、了解樣品的化學(xué)組成，通過其它方法確定其化學(xué)式2、計(jì)算

14、不飽和度：W=1+n4+(n3-n1)/2式中n4、n3、n1、分別為分子中所含的四價(jià)、三價(jià)和一價(jià)元素原子的數(shù)目。注意：二價(jià)原子如S、O等不參加計(jì)算。3、查找特征區(qū)，分析官能團(tuán)4、查找指紋區(qū)5、與標(biāo)準(zhǔn)圖譜對照6、綜合其它方法判斷第五章 分子熒光光譜分析光致發(fā)光（Photoluminescence）: 熒光和磷光是分子吸光成為激發(fā)態(tài)分子，在返回基態(tài)時(shí)的發(fā)光現(xiàn)象.熒光：受光激發(fā)的分子從第一激發(fā)單重態(tài)的最低振動能級回到基態(tài)所發(fā)出的輻射。磷光：從第一激發(fā)三重態(tài)的最低振動能級回到基態(tài)所發(fā)出的輻射。熒光光譜的波長比吸收光的波長大（長），這種現(xiàn)象叫作紅移或斯托克斯位移。影響熒光強(qiáng)度的因素1）熒光與分子結(jié)構(gòu)的

15、關(guān)系 a、能吸收紫外可見光，有共軛雙鍵，分子呈剛性、平面、多環(huán)結(jié)構(gòu)，而且共軛平面越大、電子共軛度越大， f越高。產(chǎn)生熒光的有機(jī)物質(zhì)，都含有共軛雙鍵體系，共軛體系越大，離域大鍵的電子越容易激發(fā)，熒光與磷光越容易產(chǎn)生。熒光物質(zhì)的剛性和平面性增加，有利于熒光發(fā)射。 b、取代基的影響：給電子基團(tuán)使f增強(qiáng)，如-NH2、-OH；與電子體系相互作用小的取代基對熒光影響小。給電子取代基加強(qiáng)熒光；得電子取代基減弱熒光、加強(qiáng)磷光。高原子序數(shù)的原子引入電子體系，使熒光減弱。吸電子基團(tuán)，如：-COOH 、NO2 、N=O2、 鹵素使熒光熄滅。 剛性平面結(jié)構(gòu)有利于熒光，因?yàn)閯傂越Y(jié)構(gòu)可以減少分子振動，減少能系交叉和碰撞退

16、激。2）溫度和溶劑效應(yīng)溫度升高， f下降；溶液黏度下降， f下降；不能使用含有重原子的溶劑。 溶劑極性增加有時(shí)會使熒光強(qiáng)度增加，熒光波長紅移；若溶劑和熒光物質(zhì)形成氫鍵或使熒光物質(zhì)電離狀態(tài)改變，會使熒光強(qiáng)度、熒光波長改變。3）pH值的影響熒光物質(zhì)的電離與非電離形式的f有差別，帶有酸性或堿性取代基的芳香化合物的熒光與pH關(guān)；4）溶解氧的影響溶解氧的存在使f下降儀器光路光源 激發(fā)單色器 樣品池 發(fā)射單色器 檢測器（激發(fā)光與發(fā)射光垂直）。激發(fā)光譜與發(fā)射光譜激發(fā)光譜:固定發(fā)射波長(EM),一般在最大發(fā)射位置做If EX的光譜，既不同波長激發(fā)光所產(chǎn)生熒光的相對效率。發(fā)射光譜:固定激發(fā)波長(Ex),一般在最

17、大吸收位置做If EM的光譜，既最大吸收波長下產(chǎn)生熒光的相對強(qiáng)度。目的:找到EXmax 和EMmax熒光光譜分析參數(shù)：熒光強(qiáng)度，EXmax（最大激發(fā)波長），EMmax（最大發(fā)射波長）。第六章 原子吸收光譜分析原子光譜：原子吸收能量從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)產(chǎn)生的。原子吸收分析法原子光譜是基于原子外層電子的躍遷。原子吸收光譜法是基于被測元素基態(tài)原子在蒸氣狀態(tài)對其原子共振輻射的吸收進(jìn)行元素定量分析的方法。原子光譜法研究原子光譜線的波長及其強(qiáng)度。光譜線的波長是定性分析的基礎(chǔ)；光譜的強(qiáng)度是定量分析的基礎(chǔ)。原子吸收光譜位于光譜的紫外區(qū)和可見區(qū)。原子吸收與原子濃度的關(guān)系1、共振線與特征吸收原子的共振線：原子由基態(tài)

18、到第一激發(fā)態(tài)，吸收一定頻率的輻射能量。產(chǎn)生共振吸收線（簡稱共振線），得到吸收光譜。 原子的發(fā)射線：原子從激發(fā)態(tài)回到基態(tài)，發(fā)射出一定頻率的輻射。產(chǎn)生共振發(fā)射線（也簡稱共振線），得到發(fā)射光譜。2.元素的特征譜線與特征吸收各種元素的原子結(jié)構(gòu)和外層電子排布不同，基態(tài)到第一激發(fā)態(tài): 躍遷吸收能量不同具有特征性，所以稱特征譜線，其對應(yīng)的波長稱為特征吸收。各種元素的基態(tài)到第一激發(fā)態(tài)最易發(fā)生，吸收最強(qiáng)，最靈敏，所以稱靈敏線，我們希望測定在高靈敏度下進(jìn)行，所以用它作分析線。利用特征譜線可以進(jìn)行定量分析。積分吸收在吸收線輪廓內(nèi)，吸收系數(shù)的積分稱為積分吸收系數(shù)，簡稱為積分吸收，它表示吸收的全部能量（譜線輪廓內(nèi)的總面

19、積）。從理論上可以得出，積分吸收與原子蒸氣中吸收輻射的原子數(shù)成正比，與頻率和測量條件無關(guān)。這是原子吸收測量的重要理論基礎(chǔ)，它表明原子吸收與原子濃度成正比。原子吸收的測量1、原子吸收譜線的寬度（1）自然寬度VN（2）多普勒變寬（熱變寬）VD這是由于原子在空間作無規(guī)則熱運(yùn)動所導(dǎo)致的，故又稱熱變寬。 多普勒效應(yīng)：一個(gè)運(yùn)動著的原子發(fā)出的光，如果運(yùn)動方向離開觀察者（接受器），則在觀察者看來，其頻率較靜止原子所發(fā)的頻率低，反之，高。這種多普勒效應(yīng)，使觀測者接受到很多頻率稍有不同的光，于是譜線發(fā)生變寬。通常為10-410-3nm，它是譜線變寬的主要因素。（3）壓力變寬（碰撞變寬）VL（4）赫魯茲馬克變寬（共

20、振變寬）VH：同種待測原子間碰撞。濃度高時(shí)起作用，但在原子吸收中可忽略。在一般分析條件下VD為主。譜線的變寬將導(dǎo)致原子吸收分析靈敏度的下降。2、峰值吸收的測量在用銳線光源輻射及采用溫度不太高而穩(wěn)定的火焰條件下，峰值吸收系數(shù)K0與火焰中待測元素的基態(tài)原子數(shù)N0之間存在著簡單的線性關(guān)系，這樣N0值可以由測定K0而得到，這種方法稱為峰值吸收法。峰值吸收測量必須滿足：和在一定條件下，峰值吸收系數(shù)K0與原子化器中基態(tài)原子數(shù)成線性關(guān)系，因此可用中心頻率處吸收系數(shù)（峰值吸收）的測量代替積分吸收的測量。A=KC這是原子吸收測量的基本關(guān)系式?；窘Y(jié)構(gòu)空心陰極燈特點(diǎn)：低壓輝光放電管，內(nèi)充Ne或Ar；主要受多普勒效

21、應(yīng)的影響（溫度）；溫度與燈電流有關(guān)；操作參數(shù)是燈電流。工作原理：在300500V電壓下，正負(fù)極間產(chǎn)生輝光放電，電子從陰極移向陽極，途中與惰性氣體分子碰撞，使其電離；帶正電的離子轟擊陰極，使陰極金屬產(chǎn)生原子濺射；濺射原子與電子、惰性氣體分子、離子碰撞，從而產(chǎn)生激發(fā)，同時(shí)又去激發(fā)，發(fā)射陰極金屬的共振輻射。由于不同空心陰極燈具有不同的陰極金屬，發(fā)射不同波長的共振輻射，故不同的被分析元素使用不同的空心陰極燈。原子化系統(tǒng) 將試樣中的被測元素形成比率高而十分穩(wěn)定的基態(tài)原子。原子化方法：a、火焰法；b、無火焰法電熱高溫石墨管，激光。1、火焰原子化裝置，包括霧：化器、燃燒器特點(diǎn)：重復(fù)性好，但原子化效率低。原子

22、化效率與火焰溫度有關(guān)，不同的元素原子化溫度不同。2、石墨爐原子化裝置原子化過程：分為干燥（100）、灰化（100-1800） （去除基體）、原子化（3000）、凈化（去除殘?jiān)?四個(gè)階段，待測元素在高溫下生成基態(tài)原子。原子化特點(diǎn)：試樣用量少、靈敏度高；蒸發(fā)除去了基體，減少或消除了基體效應(yīng)，但精密度差，測定速度慢，操作不夠簡便，裝置復(fù)雜。3、共價(jià)氫化物原子化法4、冷原子化（Hg）原子吸收光譜法中的干擾及抑制一、光譜干擾（不重要）二、電離干擾在高溫條件下，原子會電離，使基態(tài)原子數(shù)減少，吸光度下降，這種干擾稱為電離干擾。消除電離干擾的方法是加入過量的消電離劑。三、化學(xué)干擾 通過在標(biāo)準(zhǔn)溶液和試液中加入

23、某種光譜化學(xué)緩沖劑來抑制或減少化學(xué)干擾：（1）釋放劑與干擾元素生成更穩(wěn)定化合物使待測元素釋放出來。 例：鍶和鑭可有效消除磷酸根對鈣的干擾。（2）保護(hù)劑與待測元素形成穩(wěn)定的絡(luò)合物，防止干擾物質(zhì)與其作用。 例：加入EDTA，生成EDTA-Ca，避免磷酸根與鈣作用。（3）飽和劑加入足夠的干擾元素，使干擾趨于穩(wěn)定。四、物理干擾 試樣在轉(zhuǎn)移、蒸發(fā)過程中物理因素變化引起的干擾效應(yīng)，主要影響試樣噴入火焰的速度、霧化效率、霧滴大小等。 可通過控制試液與標(biāo)準(zhǔn)溶液的組成盡量一致的方法來消除。定量分析方法樣品處理：干法灰化和濕法吸收分析條件的選擇1分析線；2通帶（調(diào)節(jié)狹縫寬度）；3空心陰極燈電流；4火焰；5觀測高度

24、；6、進(jìn)樣量。分析方法1、標(biāo)準(zhǔn)曲線法2、標(biāo)準(zhǔn)加入法：a.單點(diǎn)加入法 在被測試液中加入一定量的標(biāo)準(zhǔn)溶液，測定加入前后的吸光度，計(jì)算待測液中物質(zhì)的濃度。（計(jì)算題）b、作圖法 在三份以上的被測試液中成比例地加入標(biāo)準(zhǔn)溶液，作吸光度對標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度或體積的曲線，其延長線交濃度軸或體積軸于一點(diǎn)，由該點(diǎn)對應(yīng)的數(shù)據(jù)求被測液的濃度。第七章 色譜法導(dǎo)論色譜法概述色譜法按流動相不同可分為分液相色譜（液-固色譜和液-液色譜）和氣相色譜（氣-固色譜和氣-液色譜）。色譜法按分離原理可分為：吸附色譜，分配色譜，離子交換色譜，凝膠色譜。分離過程：組分在流動相洗脫下，由于各組分遷移、擴(kuò)散速率的差異，形成濃度分布譜帶，各組分被分離

25、。遷移、擴(kuò)散速率的差異決定了色譜分離的質(zhì)量，差異大小與組分的熱力學(xué)性質(zhì)、色譜系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、色譜條件有關(guān)。色譜過程的必要條件：被分離組分在所選的色譜系統(tǒng)中遷移的速度有差異。 既：吸附力、溶解力、交換離子能力、滲透力有差異。色譜的重要參數(shù)色譜峰及峰寬相關(guān)參數(shù)：基線在實(shí)驗(yàn)操作條件下，色譜柱后沒有組分流出的曲線叫基線。穩(wěn)定情況下，是一條直線?；€上下波動稱為噪音。（RN)峰高h(yuǎn) 色譜峰最高點(diǎn)與基線之間的距離，可用mm ,mV， mA表示。峰高低與組分濃度有關(guān)，峰越高越窄越好。峰寬：峰底寬Wb色譜峰兩側(cè)拐點(diǎn)所作切線在基線上的距離；半峰寬W1/2峰高一半處色譜峰的寬度。 色譜峰面積A色譜峰與峰底所圍的面積。

26、組分在色譜中保留參數(shù)：死時(shí)間tM不被固定相吸附或溶解的組分流經(jīng)色譜柱所需的時(shí)間。保留時(shí)間（tR）組分流經(jīng)色譜柱時(shí)所需時(shí)間。進(jìn)樣開始到柱后出現(xiàn)最大值時(shí)所需的時(shí)間。操作條件不變時(shí)，一種組分有一個(gè)tR定值，定性參數(shù)調(diào)整保留時(shí)間（tR）了死時(shí)間的保留時(shí)間。死體積（V M）不被固定相滯留的組分流經(jīng)色譜柱所消耗的流動相體積稱死體積，色譜柱中流動相所占的體積。保留體積(VR)組分從進(jìn)樣開始到色譜柱后出現(xiàn)最大值時(shí)所需流動相體積，組分通過色譜柱時(shí)所需流動相體積 調(diào)整保留體積（VR）扣除了死體積的保留體積，真實(shí)的將待測組分從固定相中攜帶出柱子所需的流動相體積。相對保留值2，1或i ,s 在相同操作條件下，組分2或

27、組分i對另一參比組分1或s調(diào)整保留值之比。關(guān)于兩組分分離情況的參數(shù)：分離度：某相鄰的兩組分保留值之差除以它們的平均底峰寬，即組分與色譜系統(tǒng)的性質(zhì)參數(shù)：分配系數(shù)K(平衡常數(shù))指在一定溫度和壓力下，組分在色譜柱中達(dá)分配平衡后，在固定相與流動相中的濃度比（色譜過程的相平衡參數(shù)）容量因子k (容量比，分配比)指在一定溫度和壓力下，組分在色譜柱中達(dá)分配平衡時(shí)，在固定相與流動相中的質(zhì)量比。塔板理論塔板理論的意義：當(dāng)塔板數(shù)（N）很大時(shí)，塔板模型描述了被分離組分通過任一體積流動相，離開具有N塊塔板填充柱進(jìn)入檢測器時(shí)的濃度。塔板理論指出： 第一，當(dāng)溶質(zhì)在柱中的平衡次數(shù)，即理論塔板數(shù)N大于50時(shí)，可得到基本對稱的

28、峰形曲線。 第二，當(dāng)樣品進(jìn)入色譜柱后，只要各組分在兩相間的分配系數(shù)有微小差異，經(jīng)過反復(fù)多次的分配平衡后，仍可獲得良好的分離。第三，n與半峰寬及峰底寬的關(guān)系式為：N = 5.54(tR / W1/2)2 = 16 (tR / W)2 （計(jì)算題）。從公式可以看出，在tR 一定時(shí)，如果色譜峰很窄，則說明N越大，H越小，柱效能越高。 速率理論踏板高度：，中u為流動相的線速度；A、B、C、為常數(shù)，分別代表渦流擴(kuò)散系數(shù)、分子擴(kuò)散項(xiàng)系數(shù)、傳質(zhì)阻力項(xiàng)系數(shù)。最佳流速的計(jì)算：；H最小=（計(jì)算題）。實(shí)際工作中，為縮小分析時(shí)間，可選略高于u最佳的流速，常用u最佳。定性分析1.利用保留值與已知物對照定性（1）利用保留時(shí)

29、間定性 （2）利用峰高增量定性（3）利用雙色譜系統(tǒng)定性2.利用文獻(xiàn)保留值定性（相對保留值r21僅與柱溫和固定液性質(zhì)有關(guān)。）3.與其它分析儀器聯(lián)用的定性方法定量分析色譜定量分析是根據(jù)檢測器對被分離的待測組分產(chǎn)生的響應(yīng)信號與組分的量成正比的原理，通過色譜圖上的峰面積或峰高，計(jì)算樣品中待測組分含量。 mi=fi Ai 或 mi=fi himi被測組分i的質(zhì)量，fi比例系數(shù)；Ai、hi被測組分的峰面積及峰高。絕對校正因子：單位峰面積對應(yīng)組分的質(zhì)量，fi=mi/Ai （ fi絕對校正因子）。相對校正因子：樣品中各組分的定量校正因子與標(biāo)準(zhǔn)物的定量校正因子之比。定量方法1、歸一化法 （計(jì)算題） 試樣各組分都

30、出峰，可用歸一化法定量。把所有出峰組分的含量之和當(dāng)作100%的定量分析方法稱為歸一化法。（如果各組分在檢測器上的響應(yīng)值相同或相近，可約去相對校正因子。）歸一化法的優(yōu)點(diǎn)：簡便、準(zhǔn)確、不需標(biāo)準(zhǔn)物，不必準(zhǔn)確稱量和準(zhǔn)確進(jìn)樣，操作條件稍有變化對結(jié)果影響較少。缺點(diǎn)：所有組分都出峰，并測所有組分A和fi2、內(nèi)標(biāo)法（計(jì)算題）準(zhǔn)確稱取樣品m（含mi被測組分），加準(zhǔn)確稱取的純物質(zhì)作內(nèi)標(biāo)物（ms），混合后進(jìn)樣。優(yōu)點(diǎn)：定量準(zhǔn)確，操作條件不必嚴(yán)格控制，與進(jìn)樣量無關(guān)，被測組分和內(nèi)標(biāo)物出峰即可，適用于微量組分的測定，應(yīng)用廣泛。缺點(diǎn)：每次測定都要準(zhǔn)確稱量樣品和內(nèi)標(biāo)物。3、外標(biāo)法標(biāo)準(zhǔn)曲線法第八章 氣相色譜分析基本構(gòu)造（六大系統(tǒng)

31、）：氣路系統(tǒng)、進(jìn)樣系統(tǒng)、柱分離系統(tǒng)、檢測器系統(tǒng)、記錄系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)。液體固定相載體+固定液固定液及其選擇：高沸點(diǎn)有機(jī)化合物對固定液的要求：a) 熱穩(wěn)定性好、蒸汽壓低流失少；b) 化學(xué)穩(wěn)定性好不與其它物質(zhì)反應(yīng)；c) 對試樣各組分有合適的溶解能力（分配系數(shù)K 適當(dāng)）；d) 對各組分具有良好的選擇性。固定液選擇：按“相似相溶”原理選擇固定液。非極性組分非極性固定液沸點(diǎn)低的物質(zhì)先流出；極性物質(zhì)極性固定液極性小的物質(zhì)先流出；各類極性混合物極性固定液極性小的物質(zhì)先流出；氫鍵型物質(zhì)氫鍵型固定液不易形成氫鍵的物質(zhì)先流出；復(fù)雜混合物兩種或以上混合固定液。氣相色譜檢測器濃度型：檢測的是載氣中組分濃度的瞬間變化即響

32、應(yīng)值與濃度成正比。質(zhì)量型：檢測的是載氣中組分進(jìn)入檢測器中速度變化，即響應(yīng)值與單位時(shí)間進(jìn)入檢測器的量成正比。熱導(dǎo)檢測器(TCD)特點(diǎn)：屬濃度型Det,進(jìn)樣量一定時(shí) 峰面積A 1/Fd：用A定量時(shí)要保持流速恒定屬通用型Det,可測多種類型組分：特別是可測FID所不能直接測定的許多無機(jī)氣體是非破壞型Det：利用樣品收集或與其他儀器聯(lián)用使用注意事項(xiàng)(1)為確保熱絲不被燒斷,在TCD通電前,先開載氣，關(guān)機(jī)時(shí)一定要先關(guān)電源,后關(guān)載氣(否則檢測器會報(bào)廢)(2)載氣中含氧氣時(shí),使熱絲壽命縮短，所以載氣必須除氧,而且不要使用聚四氟乙烯作載氣輸送管，因?yàn)樗鼤B透氧氣氫火焰離子化檢測器(FID)工作條件 a. 儀器

33、接地好,屏蔽良好 b. TDet120C,使離子室不積水,TDet要高于Tc 2050C c. 一般用N2作載氣,載氣要凈化,除有機(jī)物 d. 氣體流量 H2:N2:Air=1:1:10特點(diǎn) a.屬質(zhì)量型、通用型,屬破壞型，所以不能與制備聯(lián)用 b.適用水和大氣中痕量有機(jī)物，對烴類靈敏度高，比TCD高102104倍。FID不能檢測在H2焰中不電離的 CO2 ，CO ，H2O ，H2S ，CS2 ，N2 ，NH3等無機(jī)物 (即水與永久氣體等)。電子捕獲檢測器（ECD）3、工作條件:(1)載氣純度,用高純N2(99.999%) 含O220；用S濾光片時(shí), S的響應(yīng)值比P的響應(yīng)值10?，F(xiàn)代氣相色譜技術(shù)：

34、程序升溫氣相色譜法和毛細(xì)管柱氣相色譜法程序升溫包括起始溫度，終止溫度，升溫速率。舉例：1.100保溫2分鐘，4/min，升溫至200，200保溫4min。第九章 高效液相色譜分析特點(diǎn)（三高）：高壓，高效，高靈敏度。高效液相色譜法的類型按溶質(zhì)在兩相分離過程中的物理化學(xué)原理分類1、吸附色譜2、分配色譜3、離子色譜4、體積排阻色譜5、親和色譜按分離過程物理化學(xué)原理分類的各種液相色譜法的比較吸附色譜分配色譜離子色譜體積排阻色譜親和色譜固定相 全多孔固體吸附劑 固定液載帶在固相基體上 高效微粒離子交換劑 具有不同孔徑的多孔性凝膠 多種不同性能的配位體鍵連在固相基體上 流動相 不同極性有機(jī)溶劑 不同極性有機(jī)溶劑和水 不同pH值的緩沖溶液 有機(jī)溶劑或一定pH值的緩沖溶液 不同pH值的緩沖溶液，可加入改性劑 分離原理 吸附與解吸 溶解與揮發(fā) 可逆性的離子交換 多孔凝膠的滲透或過濾 具有鎖匙結(jié)構(gòu)絡(luò)合物的可逆性離解 高效液相色譜儀由 高壓輸液系統(tǒng)、進(jìn)樣系統(tǒng)、分離系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)、記錄系統(tǒng) 等五大部分組成。梯度洗脫就是在分離過程中使兩種或兩種以上不同極性的溶劑按一定程序連續(xù)改變它們之間的比例，從而使流動相的強(qiáng)度、極性、pH值或離子強(qiáng)度相應(yīng)地變化，達(dá)到提高分離效果，縮短分析時(shí)間的目的。固定相液固色譜的固定相是固體吸附劑。液液色譜的固定相由